【手続補正書】
【提出日】平成18年9月1日(2006.9.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置関係が既知であるワーク上の複数の特徴点をカメラにより撮像し、前記特徴点の画像平面内での２次元位置に基づいてロボットにより前記ワークに対して作業を行う生産システムにおいて、
前記複数の特徴点のうち、第１の特徴点を異なる２方向から撮像して３次元位置を算出する複眼視算出部と、
前記第１の特徴点以外の特徴点を１方向から撮像して２次元位置を算出する単眼視算出部と、
前記第１の特徴点と前記第１の特徴点以外の特徴点との点間距離を設定する特徴点間距離設定部と、
前記複眼視算出部と前記単眼視算出部とにより算出される３点以上の前記特徴点の３次元位置に基づいて所定の基準座標系における前記ワークの位置を算出するワーク位置算出部とを備え、
前記単眼視算出部は、前記第１の特徴点の３次元位置と前記第１の特徴点以外の特徴点の画像平面内での２次元位置と前記特徴点間距離に基づいて前記複数の特徴点の３次元位置を算出することを特徴とする生産システム。
【請求項２】
前記ロボットは、複数台であり、各々ロボット制御装置により制御されており、前記ワーク位置算出部は、前記各ロボット制御装置に一斉同報通信を行う位置通信部を備えることを特徴とする請求項１記載の生産システム。
【請求項３】
前記複眼視の対象となる前記第１の特徴点を撮像するカメラは、前記ロボットに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至２記載の生産システム。
【請求項４】
前記所定の基準座標系は、前記複眼視算出部により算出される前記第１の特徴点を原点とすることを特徴とする請求項１乃至３記載の生産システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の請求項１記載の生産システムは、位置関係が既知であるワーク上の複数の特徴点をカメラにより撮像し、前記特徴点の画像平面内での２次元位置に基づいてロボットにより前記ワークに対して作業を行う生産システムにおいて、前記複数の特徴点のうち、第１の特徴点を異なる２方向から撮像して３次元位置を算出する複眼視算出部と、前記第１の特徴点以外の特徴点を１方向から撮像して２次元位置を算出する単眼視算出部と、前記第１の特徴点と前記第１の特徴点以外の特徴点との点間距離を設定する特徴点間距離設定部と、前記複眼視算出部と前記単眼視算出部とにより算出される３点以上の前記特徴点の３次元位置に基づいて所定の基準座標系における前記ワークの位置を算出するワーク位置算出部とを備え、前記単眼視算出部は、前記第１の特徴点の３次元位置と前記第１の特徴点以外の特徴点の画像平面内での２次元位置と前記特徴点間距離に基づいて前記複数の特徴点の３次元位置を算出することを特徴とするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明の請求項２記載の生産システムは、前記ロボットは、複数台であり、各々ロボット制御装置により制御されており、前記ワーク位置算出部は、前記各ロボット制御装置に一斉同報通信を行う位置通信部を備えることを特徴とするとするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の請求項３記載の生産システムは、前記複眼視の対象となる前記第１の特徴点を撮像するカメラは、前記ロボットに取り付けられていることを特徴とするものである。
本発明の請求項４記載の生産システムは、前記所定の基準座標系は、前記複眼視算出部により算出される前記第１の特徴点を原点とすることを特徴とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項１記載の発明及び請求項４記載の発明によれば、反復演算を行う必要がなく、高速かつ高精度でワーク位置を検出できる。
また請求項２記載の発明によれば、複数のロボット制御装置へ一斉同報通信を行うために、生産システムのタクトタイムが短縮できるという効果がある。
また、請求項３記載の発明によれば、カメラの台数を少なくすることが可能であり、低コストでシステムを構築できるという効果がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
図１において、ワーク1は、自動車ボディである。ワーク1に対する作業は、１つのロボットの動作範囲によりカバーできない。そのため、複数のロボットが必要となる。このワーク1は、通常、コンベアなどにより、作業位置まで搬送される。搬送されて、所定の位置に位置決めされた場合でも、ワーク1は大きいため、数mm〜数10mmの位置決め誤差が生じている。ワーク1が位置決めされ、搬送による振動が無くなった時点で、カメラ11、12、13、14の４つの撮像装置により、ワーク1の特徴点2、3、4が撮像される。
カメラ11、12は、特徴点4を異なる方向から検出する。この検出方法は、256階調のグレースケールを用いた位置検出である。この位置検出方法は、パターンマッチングなどの画像処理方法を用いる。カメラ11とカメラ12の特徴点4の画像は、複眼視算出部5により３次元位置として算出される。
特徴点間距離設定部7には、そのワーク毎の検出する特徴点の点間距離を設定する。自動車ボディでは、車種に応じて検出する特徴点の点間距離が異なるために、その距離を設定しておく。
単眼視算出部6a、6bは、カメラ13、14の撮像装置の画像を画像処理する。各カメラの画像からカメラ座標系の２次元座標値を検出する。この画像処理方法は、カメラ11、12の画像を処理する方法と同一の方法でよい。算出された２次元座標値と特徴点間距離設定部7と複眼視算出部5の３次元位置から特徴点2、3の３次元位置を求める。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
上記の求めた特徴点2、3、4の３次元空間上の位置に基づいて、ワーク位置算出部8でワークの位置を算出する。ワーク位置算出部8では、準備段階では、ワーク座標系Ｍを作成し、実行段階では、ワーク座標系Ｗを作成する。以下に詳細を示す。
準備段階として、予め以下に示す（１）〜（５）を行う。
（１）予め基準となるワーク1を設置する。
（２）複眼視演算部5、単眼視算出部6a、6bにより３次元位置を求めておく。
（３）ロボット31、32、33、34により、ワーク1に対する作業位置を教示する。
（４）（２）で求めた３点によりワーク位置算出部8でワーク座標系Ｍを作成する。ワーク座標系の作成方法は、複眼視算出部5で検出する特徴点4を原点として、特徴点4−特徴点2をＸ軸方向とし、特徴点3をＸＹ平面上の点として定義する。
（５）（３）で教示した作業位置をワーク座標系Ｍ上の点に座標変換する。これらの作業位置（作業プログラム）Ｓを制御装置に格納しておく。
次に、検出時の実行手順を以下に示す。
（１）ワーク1を設置する。
（２）複眼視演算部5、単眼視算出部6a、6bにより３次元位置を求める。
（３）（２）で求めた３点によりワーク位置算出部8でワーク座標系Ｗを作成する。ワーク座標系の作成方法は、複眼視算出部5で検出する特徴点4を原点として、特徴点4−特徴点2をＸ軸方向とし、特徴点3をＸＹ平面上の点として定義する。
（４）準備段階で求めた作業プログラムＳをワーク座標系Ｗ上へ変換する。